1、世界最大激光器獲突破
世界最大激光器、被稱為“人造太陽”的美國國家點火裝置(NIF)正距離其目標越來越近,顯示了一個可持續核聚變反應裝置正在由夢想逐步成為現實。但由于基礎物理研究和工程技術的問題,要使核聚變達到能夠穩定輸出能量的水平,仍有顯著障礙需要克服。
中東的石油、南非的黃金……能源危機已經成為困擾人類發展的重要難題之一。據研究,地球數十萬年積聚下來的石油、煤炭、天然氣等化石能源總體上還可供人類使用100年左右。而當前使用的核能又因其巨大的安全風險,可持續性并不被人看好。因此,核聚變成為了人類暢想獲取“取之不盡,用之不竭”的能源的最佳途徑。
依據激光核聚變原理制造的、被稱為“人造太陽”的美國國家點火裝置(NIF)近日傳來消息,在全世界聚變裝置中獲里程碑式突破。
可控核聚變條件苛刻
上個世紀40年代,德國核物理學家奧多·哈恩和莉澤·邁特納發現了核裂變,但無論是利用該反應制造的核武器或是核電站,都因燃料本身以及反應產物產生的巨大輻射,令科學家不得不一直異常謹慎地對待它。
與之相反,太陽釋放出的巨大能量,由兩個氫原子核合為一個氦原子核的聚變反應而產生。相較于裂變,每個核子釋放的能量,也就是每千克聚變燃料釋放的能量更多,而且地球上聚變燃料的儲量更豐富,更重要的是,燃料以及聚變產生的輻射要遠遠小于裂變。
只是,所有原子核都帶正電,它們之間越接近,靜電斥力也就越強,完成聚變最重要的條件就是克服這種力量。太陽因其高達2000萬攝氏度的中心溫度,以及在自身強大重力的吸引下形成的超高的壓力狀態,才使得核聚變得以發生并持續。要在地球上完成這一過程,因為引力太小,壓力不夠,核聚變需要在更高的溫度下(這樣的溫度下物質處于等離子體狀態)才能進行。這也是可控核聚變如此艱難的原因。
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